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本文目錄一覽:
- 1、景觀棚膜結(jié)構(gòu)有哪些特點
- 2、膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計
- 3、膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念是什么?
- 4、體育場看臺膜結(jié)構(gòu)是什么以及體育場看臺膜結(jié)構(gòu)注意事項
- 5、膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)點與優(yōu)勢有哪些
景觀棚膜結(jié)構(gòu)有哪些特點
1.雕塑感:景觀張拉膜結(jié)構(gòu)的獨特曲面外形使其具有強(qiáng)烈的雕塑感。膜面通過張力達(dá)到自平衡。負(fù)高斯膜面高低起伏具有的平衡感使體型較大的結(jié)構(gòu)看上去像擺脫了重力的束縛般輕盈地飄浮于天地之間。無論室內(nèi)還是室外這種雕塑般的質(zhì)感都令人激動。
2.極具表現(xiàn)力的建筑形態(tài):具有特定功能的建筑都可通過立意得以表達(dá),景觀膜結(jié)構(gòu)的獨特外形體現(xiàn)了建筑自身的自然美感。這些建筑形態(tài)本身和與其相協(xié)調(diào)的傳統(tǒng)建筑一起構(gòu)成了令人興致盎然的地面標(biāo)志性建筑。優(yōu)秀的膜結(jié)構(gòu)設(shè)計是結(jié)構(gòu)與外形的有機(jī)融合,使其顯得了類拔萃,同時與自然環(huán)境、歷史及現(xiàn)代的城市景觀有機(jī)結(jié)合。
3.可展性和自適應(yīng)性:景觀膜結(jié)構(gòu)可以看作是一種人造的自適應(yīng)體系,同許多自然有機(jī)體一樣,可根據(jù)需要改變自身的形式。它們的空間布置和對天氣變化的反應(yīng)具有靈活性和自適應(yīng)性。通過控制自然光和內(nèi)部溫充可達(dá)到主動節(jié)能的目的??烧菇Y(jié)構(gòu)即可開敞也可閉合,它的靈活性使其可以改變空間的屬性。精心設(shè)計的可展屋蓋的優(yōu)雅滑動體現(xiàn)了人與自然的和諧。它被稱作是一種創(chuàng)造,輕型與可展性的充分結(jié)合形成了“免施工房屋”的概念,這種結(jié)構(gòu)任何需要的時間或地點均可實現(xiàn)。
4.輕質(zhì):張力結(jié)構(gòu)自重小的原因在于它依靠預(yù)應(yīng)力形態(tài)而非材料來保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。從而使其自重比傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的小得多,但卻具有良好的穩(wěn)定性。膜結(jié)構(gòu)建筑師可以利用其輕質(zhì)大跨的特點設(shè)計和組織結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)件,將其輕盈和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特性有機(jī)地統(tǒng)一起來。
5.安全性:按照現(xiàn)有的各國規(guī)范和指南設(shè)計的的輕型張拉膜結(jié)構(gòu)具有足夠的安全性。輕型結(jié)構(gòu)在地震等水平荷載作用下能保持很好的穩(wěn)定性。
6.極具表現(xiàn)力的建筑形態(tài):具有特定功能的建筑都可通過立意得以表達(dá),張拉膜結(jié)構(gòu)的獨特外形體現(xiàn)了建筑自身的自然美感。這些建筑形態(tài)本身和與其相協(xié)調(diào)的傳統(tǒng)建筑一起構(gòu)成了令人興致盎然的地面標(biāo)志性建筑。優(yōu)秀的膜結(jié)構(gòu)設(shè)計是結(jié)構(gòu)與外形的有機(jī)融合,使其顯得了類拔萃,同時與自然環(huán)境、歷史及現(xiàn)代的城市景觀有機(jī)結(jié)合。
膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計
膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要包括體形設(shè)計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問題。通過體形設(shè)計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,確定各控制點的坐標(biāo)、結(jié)構(gòu)形式,選用膜材和施工方案。初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度,抗剪強(qiáng)主芤很差,因此其剛度和穩(wěn)定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預(yù)應(yīng)力來提高,對膜結(jié)構(gòu)而言,任何時候不存在無應(yīng)力狀態(tài),因此膜曲面形狀最終必須滿足在一定邊界條件、一定預(yù)應(yīng)力條件下的力學(xué)平衡,并以此為基準(zhǔn)進(jìn)行荷載分析和裁剪分析。膜結(jié)構(gòu)找形分析的方法主要有動力松弛法、力密度法以及有限單元法等。膜結(jié)構(gòu)考慮的荷載一般是風(fēng)載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大,且隨著形狀的改變,荷載分布也在改變,因此要精確計算結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力要用幾何非線性的方法進(jìn)行。荷載分析的另一個目的是一確定索、膜中初始預(yù)張力。在外荷載作用下膜中一個方向應(yīng)力增加而另一個方向應(yīng)力減少,這就要求施加初始張應(yīng)力的程度要滿足在最不利荷載作用下應(yīng)力不致減少到零,即不出現(xiàn)皺褶。因為膜材料比較輕柔,自振頻率很低,在風(fēng)荷載作用下極易產(chǎn)生風(fēng)振,導(dǎo)致膜材料破壞,如果初始預(yù)應(yīng)力施加過高,膜材涂變加大,易老化且強(qiáng)度儲備少,對受力構(gòu)件強(qiáng)度要求也高,增加施工安裝難度。因此初始預(yù)應(yīng)力的確定要通過荷載計算來確定。經(jīng)過找形分析而形成的摸結(jié)構(gòu)通常為三維不可展空間曲面,如何通過二維材料的裁剪,張拉形成所需要的三維空間曲面,是整個膜結(jié)構(gòu)工程中最關(guān)鍵的一個問題,這正是裁剪分析的主要內(nèi)容。
膜結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件主要有如下: 1。德國膜結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件easy10.0, 2。意大利膜結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件forten4000, 3。同濟(jì)大學(xué)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件3D3S11.0 4。上海交大膜結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件SMCAD4.0 5。新加坡膜結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件WinFabric 6。日本太陽膜結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件Images 7。中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所空間結(jié)構(gòu)室膜結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件MEMBS 8。澳大利亞膜結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件FABDES 膜結(jié)構(gòu)體系由膜面、邊索和脊索、谷索、支承結(jié)構(gòu)、錨固系統(tǒng),以及各部分之間的連接節(jié)點等組成,見下示意圖:
膜結(jié)構(gòu)按支承條件分類為:柔性支承結(jié)構(gòu)體系、剛性支承結(jié)構(gòu)體系、混合支承結(jié)構(gòu)體系,結(jié)構(gòu)示意圖見下圖:
膜結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)可分為:骨格式膜結(jié)構(gòu)、張拉式膜結(jié)構(gòu)、充氣式膜結(jié)構(gòu)。詳細(xì)見下圖:
膜結(jié)構(gòu)建筑形式的分類: 從結(jié)構(gòu)上分可分為:骨架式膜結(jié)構(gòu),張拉式膜結(jié)構(gòu),充氣式膜結(jié)構(gòu)3種形式
1.骨架式膜結(jié)構(gòu)(Frame Supported Structure)
以鋼構(gòu)或是集成材構(gòu)成的屋頂骨架,在其上方張拉膜材的構(gòu)造形式,下部支撐結(jié)構(gòu)安定性高,因屋頂造型比較單純,開口部不易受限制,且經(jīng)濟(jì)效益高等特點,廣泛適用于任何大,小規(guī)模的空間。
2.張拉式膜結(jié)構(gòu)(Tension Suspension Structure) 以膜材、鋼索及支柱構(gòu)成,利用鋼索與支柱在膜材中導(dǎo)入張力以達(dá)安 定的形式。除膜結(jié)構(gòu)設(shè)計說明了可實踐具創(chuàng)意,創(chuàng)新且美觀的造型外,也是最能展現(xiàn)膜結(jié) 構(gòu)精神的構(gòu)造形式. 大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材構(gòu)成鋼索網(wǎng)來支撐上部膜材的形式。因施工精度要求]高,結(jié)構(gòu)性能強(qiáng),且具豐 富的表現(xiàn)力,所以造價略高于骨架式膜結(jié)構(gòu)。
3.充氣式膜結(jié)構(gòu)(Pneumatic Structure) 充氣式膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定于屋頂結(jié)構(gòu)周邊,利用送風(fēng)系統(tǒng)讓室內(nèi)氣壓上升到一定壓力后,使屋頂內(nèi)外產(chǎn)生壓力差,以抵抗外力,因利用氣壓來支 撐,及鋼索作為輔助材,無需任何梁,柱支撐,可得更大的空間,施工快捷,經(jīng)濟(jì)效益高,但需維持進(jìn)行24小時送風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn),在持續(xù)運行及機(jī)器維護(hù)費用的成本上較高。
現(xiàn)今,城市中已越來越多地可以見到膜結(jié)構(gòu)的身影。膜結(jié)構(gòu)已經(jīng)被應(yīng)用到各類建筑結(jié)構(gòu)中,在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計說明我們的城市中充當(dāng)著不可或缺的角色:
膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念是什么?
膜結(jié)構(gòu)又叫張拉膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計說明,膜結(jié)構(gòu)建筑是21世紀(jì)最具代表性與充滿前途膜結(jié)構(gòu)設(shè)計說明的建筑形式。打破了純直線建筑風(fēng)格的模式膜結(jié)構(gòu)設(shè)計說明,以其獨有的優(yōu)美曲面造型,簡潔、明快、剛與柔、力與美的完美組合,呈現(xiàn)給人以耳目一新的感覺,同時給建筑設(shè)計師提供了更大的想象和創(chuàng)造空間。膜結(jié)構(gòu)(Membrane)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式,膜結(jié)構(gòu)車棚是由多種高強(qiáng)薄膜材料及加強(qiáng)構(gòu)件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結(jié)構(gòu),并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式。膜結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中最新發(fā)展起來的一種形式,自從1970年代以來,膜結(jié)構(gòu)在國外已逐漸應(yīng)用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務(wù)設(shè)施等大跨度建筑中。
膜結(jié)構(gòu)是由多種高強(qiáng)薄膜材料(PVC或Teflon)及加強(qiáng)構(gòu)件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結(jié)構(gòu),并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式。膜結(jié)構(gòu)可分為充氣膜結(jié)構(gòu)和張拉膜結(jié)構(gòu)兩大類。充氣膜結(jié)構(gòu)是靠室內(nèi)不斷充氣,使室內(nèi)外產(chǎn)生一定壓力差(一般在10㎜~30㎜水柱之間),室內(nèi)外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力,從而實現(xiàn)較大的跨度。張拉膜結(jié)構(gòu)則通過柱及鋼架支承或鋼索張拉成型。
體育場看臺膜結(jié)構(gòu)是什么以及體育場看臺膜結(jié)構(gòu)注意事項
一、體育場看臺膜結(jié)構(gòu)優(yōu)點:
1.膜結(jié)構(gòu)看臺已經(jīng)是膜結(jié)構(gòu)材料多年來一直應(yīng)用的一個工程領(lǐng)域,技術(shù)成熟。
2.設(shè)計合理的膜結(jié)構(gòu)能夠很好的對看臺進(jìn)行遮陽、遮雨。
3.由于膜結(jié)構(gòu)一般采用張拉式的建筑技術(shù),可以使得整個膜結(jié)構(gòu)看臺在保證大跨度的同時建筑結(jié)構(gòu)較小。
4.由于主要使用膜材跟鋼材都是設(shè)計后工廠加工,然后運送到現(xiàn)場直接安裝,所以膜結(jié)構(gòu)看臺的施工周期一般都很短,半個月之內(nèi)就可以完成施工。
5.根據(jù)建筑風(fēng)格膜結(jié)構(gòu)看臺樣式可以有較大的定制空間。
二、體育場看臺膜結(jié)構(gòu)設(shè)計施工注意事項:
1.由于體育看臺一般都是露天的,所以在進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,我們需要更多的去計算結(jié)構(gòu)的承重力。
2.體育看臺一般都是單側(cè)或者環(huán)繞式建造,所以對于橫向的風(fēng)載荷以及垂直的雪載荷都有更高的要求,而這些都是必須經(jīng)過精密的計算。
3.一定要選擇有設(shè)計以及施工資質(zhì)的膜結(jié)構(gòu)廠家,很多沒有設(shè)計資質(zhì)的公司往往不重視應(yīng)力計算,這是相當(dāng)危險的。
4.施工上對于建筑材料的選擇也更加苛刻。
5.膜結(jié)構(gòu)看臺一般來說設(shè)計上追求簡單實用,減少不必要的結(jié)構(gòu),施工的時候基礎(chǔ)及鋼結(jié)構(gòu)嚴(yán)格要求,就能保證整體的質(zhì)量。
膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)點與優(yōu)勢有哪些
膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)點與優(yōu)勢有:
優(yōu)點1:造型藝術(shù)
膜結(jié)構(gòu)形狀變幻多端,由于其本身的特性(材質(zhì)自重輕,支撐方式靈活)使得設(shè)計師可以在設(shè)計上充分發(fā)揮天馬行空的想象力,大家如果留意的話就可以看到大部分膜結(jié)構(gòu)建筑造型非?;顫妰?yōu)美打破了傳統(tǒng)建筑形式的那種沉悶,非常具有張力及雕塑感,勢能最能展現(xiàn)現(xiàn)代氣息的建筑形式之一。與傳統(tǒng)建筑多直線的造型相比,膜結(jié)構(gòu)建筑最吸引人的就是其優(yōu)美的曲面造型,與周圍的建筑相得益彰的同時讓人耳目一新。特別是大型的地標(biāo)性建筑運用膜結(jié)構(gòu)奇特的造型可以打造出如夢如幻的夜間景觀效果,增加其辨識度以及商業(yè)效應(yīng)。
優(yōu)點2:環(huán)保節(jié)能
膜結(jié)構(gòu)所用的膜材從生產(chǎn)到加工,都是無毒無害的,使用壽命長,而且不會對環(huán)境造成任何影響,而且其自動輕,所以其基礎(chǔ)施工以及支撐系統(tǒng)的材料用量都將大大減少,而且膜材具有良好的通光率,白天完全依靠自然光滿足室內(nèi)的照明,這就大大減少了照明設(shè)施的運轉(zhuǎn)時間,降低用電量,而且這種明亮是依靠光線的漫反射,會讓人感覺很柔和,膜結(jié)構(gòu)建筑中的主要材料膜材、剛才都是可以回收循環(huán)利用的,這就進(jìn)一步的節(jié)省了建筑材料。
優(yōu)點3:力學(xué)性能好
膜結(jié)構(gòu)一般是依靠膜材跟鋼索以及支柱形成的自然張力形成外形的,這是一種非常自然的結(jié)構(gòu),膜材自重輕強(qiáng)度高(建筑膜材的強(qiáng)度是普通玻璃的250-300倍、亞克力板的20-30倍、鋼化玻璃的2倍)幾乎沒有斷裂的風(fēng)險,結(jié)合高強(qiáng)度的鋼索,支柱可以保證整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,特別是在大跨度的建筑上應(yīng)用,可以減少梁柱的使用,保證建筑內(nèi)部的空間,增加有效的使用面積,讓建筑空間得以靈活的得以利用。
優(yōu)點4:防火與抗震
膜結(jié)構(gòu)所采用的膜材,都是人工合成材料,其大部分都具有非常優(yōu)秀的阻燃性,而且在高溫下不會融化,也不會產(chǎn)生有毒氣體,這就保證了其能很好的滿足防火要求,膜結(jié)構(gòu)自重輕,結(jié)構(gòu)支撐靈活,具有很大的柔性,能夠抵消強(qiáng)烈的橫向載荷,所以其抗震性能非常優(yōu)異。
優(yōu)點5:自潔能力
現(xiàn)在很多膜材表面一般都會有防污涂層,在使用過程中可以依靠自然的風(fēng)力和雨水的沖刷保持自潔,不僅大大減少了建筑膜材表面的清洗和維護(hù)頻率,還能保證膜材的美觀、透光性。
優(yōu)點6:工期短經(jīng)濟(jì)性佳
膜結(jié)構(gòu)建筑中使用的膜材、鋼材都是在工廠內(nèi)加工,然后運送到現(xiàn)場進(jìn)行安裝,這就大大減少了現(xiàn)場的施工時間,便于規(guī)模化生產(chǎn),大大縮短了整個施工周期,節(jié)省大量工資開支,而且由于膜材自重較輕,加上采用鋼索,鋼結(jié)構(gòu)等框架支撐,所以這就大大減輕了膜結(jié)構(gòu)建筑屋頂面重量,從而降低墻體和基礎(chǔ)的造價,而且膜結(jié)構(gòu)獨特的造型以及配合燈光產(chǎn)生絢麗的夜間效果也大大增加了商業(yè)效應(yīng)。
優(yōu)點7:應(yīng)用范圍廣
膜結(jié)構(gòu)建筑由于其靈活的建造方式,使其應(yīng)用非常廣泛,小到公園遮陽傘大到上萬平米的體育場屋頂,其可以作為臨時建筑使用也可以建造成為永久性建筑,其適合各種氣候,各種場景,生活中我們也會經(jīng)常見到運用膜結(jié)構(gòu)的建筑如:體育場館,商業(yè)屋頂,走廊連廊遮陽篷,公園廣場景觀,收費站。還有一些我們不容易接觸到的如:污水池反吊膜,煤場膜結(jié)構(gòu)封閉。如今膜結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了建筑領(lǐng)域一種熱門的選擇。
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